Question

【题目】如图所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为L的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等．将线框置于光滑绝缘的水平面上。在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2L，磁感应强度为B．在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场．在运动过程中线框平面水平，且MN边与磁场的边界平行．求

(1)线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；

(2)线框MN边刚进入磁场时，M、N两点间的电压UMN；

(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W．

Answer 1

【答案】(1)线框MN边在磁场中运动时，感应电动势（3分）

线框中的感应电流（3分）

(2)M、N两点间的电压（3分）

(3)线框运动过程中有感应电流的时间（3分）

此过程线框中产生的焦耳热Q =" I"2Rt =（3分）

根据能量守恒定律得水平外力做功W=Q=（3分）

【解析】（1）线框MN边在磁场中运动时，感应电动势

线框中的感应电流

（2）M、N两点间的电压

（3）只有MN边在磁场中时，线框运动的时间

此过程线框中产生的焦耳热Q = I 2Rt =

只有PQ边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热 Q =

根据能量守恒定律得水平外力做功W=2Q= .